JP2018098865A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】接続コイルとベースプレートとの相対移動に起因する騒音の発生を抑制可能な回転電機のステータを提供する。【解決手段】ステータは、ステータコアと、セグメント化された複数相のコイルと、を備える。ステータコアの両側には、一対のベースプレート３１Ｌ、３１Ｒが設けられる。複数相のコイルは、スロットコイルと、各ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒに形成された外側面溝３７及び内側面溝にそれぞれ配置され、同相のスロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイルと、を有する。ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒには、周方向で隣り合う外側面溝３７、３７間に形成された隔壁３１ｂに、外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１とベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動を規制する移動規制部８０が設けられている。【選択図】図１５

Description

本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載可能な回転電機のステータに関する。

近年では、回転電機のステータとして、セグメントコイルを用いた回転電機が提案されている。例えば、特許文献１においては、ステータコアのスロットに配置されるスロットコイルとステータコアの外側に配置される渡り部となる接続コイルとを結合することでコイルループを形成している。また、特許文献１に記載の回転電機では、接続コイルを樹脂製のベースプレートに形成された溝に配置することが記載されている。

特開２０１３−０２７１７４号公報

特許文献１に記載の回転電機では、樹脂製のベースプレートに形成された溝に接続コイルが収容されているため、隣接する溝と溝の間に立設された隔壁によって隣接する接続コイル間の絶縁性を確保することができる点で優れているが、スロットコイルと接続コイルとを接合した後にベースプレートが接続コイルから離脱する虞があった。即ち、スロットコイルと接続コイルとを接合すると、接続コイルはスロットコイルに対し位置決めされるが、接続コイルに対しベースプレートが相対的に移動して騒音を発生させる虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、接続コイルとベースプレートとの相対移動に起因する騒音の発生を抑制可能な回転電機のステータを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
複数のスロット（例えば、後述の実施形態のスロット２３）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態のステータコア２１）と、
セグメント化された複数相のコイル（例えば、後述の実施形態のコイル５０）と、を備えた回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態のステータ１０）であって、
前記ステータコアの両側には、一対のベースプレート（例えば、後述の実施形態のベースプレート３１Ｌ、３１Ｒ）が設けられ、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイル（例えば、後述の実施形態のスロットコイル２５）と、前記各ベースプレートに形成されたコイル溝（例えば、後述の実施形態の外側面溝３７、内側面溝３８）にそれぞれ配置され、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイル（例えば、後述の実施形態の接続コイル４０）と、を有し、
前記ベースプレートには、周方向で隣り合う前記コイル溝間に形成された隔壁（例えば、後述の実施形態の隔壁３１ｂ）に、前記コイル溝に収容された前記接続コイルと前記ベースプレートとの相対移動を規制する移動規制部（例えば、後述の実施形態の移動規制部８０）が設けられている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記移動規制部は、前記隔壁と一体に形成された突起部（例えば、後述の実施形態の突起部７０）が、前記コイル溝に前記接続コイルを収容した状態で溶融されることで形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記移動規制部は、周方向で隣り合う前記接続コイルに跨って設けられている。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、
前記突起部は、前記隔壁の上面に形成され、該上面からさらに上方に突出する柱部である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、
前記ベースプレートには、内側面（例えば、後述の実施形態の内側面３６）と外側面（例えば、後述の実施形態の外側面３５）の両方に前記コイル溝が設けられ、
前記移動規制部は、前記内側面と前記外側面とのいずれか一方にのみ設けられている。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、
前記隔壁の上面は、前記コイル溝に収容された前記接続コイルの上面よりも高く、
前記移動規制部は、前記接続コイルの上面と前記コイル溝の側面とに連なっている。

請求項１の発明によれば、ベースプレートには、周方向で隣り合うコイル溝間に形成された隔壁に、コイル溝に収容された接続コイルとベースプレートとの相対移動を規制する移動規制部が設けられているので、スロットコイルと接続コイルとを接合した後にベースプレートがコイルから離脱することに起因する騒音の発生を防止できる。また、スロットコイルと接続コイルとを接合する前であっても、接続コイルがベースプレートから脱落するのを防止でき、接続コイルを収容したベースプレート組立体の取り扱い性が向上する。

請求項２の発明によれば、移動規制部は、隔壁と一体に形成された突起部がコイル溝に接続コイルを収容した状態で溶融されることで形成されるので、部品点数を増やすことなく接続コイルとベースプレートとの相対移動を規制できる。

請求項３の発明によれば、移動規制部は、周方向で隣り合う接続コイルに跨って設けられているので移動規制部の数を低減でき、突起部の溶融処理の増加も抑制できる。

請求項４の発明によれば、突起部は、隔壁の上面に形成され、該上面からさらに上方に突出する柱部であるので、コイル溝への接続コイルの配置を阻害することがない。

請求項５の発明によれば、移動規制部は、ベースプレートの内側面と外側面とのいずれか一方にのみ設けられているので、内側面のコイル溝に配置される接続コイルと外側面に配置される接続コイルとの接合によって発生する残留応力を低減できる。

請求項６の発明によれば、隔壁の上面はコイル溝に収容された接続コイルの上面よりも高いので、周方向で隣り合う接続コイル間の絶縁距離を確保することができるとともに、コイル溝に冷媒を流すことで接続コイルの冷却性能を確保できる。また、移動規制部の隔壁の上面からの盛り上がりを抑えることができる。

本発明の一実施形態の回転電機のステータの斜視図である。 ステータの分解斜視図である。 一方のベースプレート組立体の分解斜視図である。 他方のベースプレート組立体の分解斜視図である。 スロットコイルの斜視図である。 スロットコイルの分解斜視図である。 ステータの一部を示す縦断面図である。 ベースプレート組立体の一部を示す正面図である。 複数相のコイルの斜視図である。 図８に示す複数相のコイルから１相分のコイルを抜き出して示す斜視図である。 Ｕ相のコイルの結線態様を示す展開図である。 Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの結線態様を示す模式図である。 外側接続コイル延出部と内側接続コイル延出部との接合を説明するための斜視図である。 外側接続コイルの内径側端部と外径側スロットコイルの段差部との接合及び内側接続コイルの内径側端部と内径側スロットコイルの段差部との接合を説明するための斜視図である。 突起部を溶融する前のベースプレート組立体の一部を拡大した拡大斜視図である。 突起部を溶融した後のベースプレート組立体の一部を拡大した拡大斜視図である。 変形例のベースプレートの一部を拡大した拡大斜視図である。 突起部を溶融する前の、変形例のベースプレート組立体の一部を拡大した拡大斜視図である。 突起部を溶融した後の、変形例のベースプレート組立体の一部を拡大した拡大斜視図である。

以下、本発明の回転電機のステータの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

［ステータ］
図１及び図２に示すように、本実施形態の回転電機のステータ１０は、ステータコア組立体２０と、一対のベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと、を備え、ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが、ステータコア組立体２０の両側に配置されて組み付けられている。ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの間には、例えば、シリコンシートなどの絶縁シート６５が配置され、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとを絶縁している。

［１ ステータコア組立体］
ステータコア組立体２０は、ステータコア２１と、複数のスロットコイル２５と、を備える。

［１−１ ステータコア］
ステータコア２１は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、複数のティース２２と、隣接するティース２２間に形成される複数のスロット２３とを備える。スロット２３は、ステータコア２１の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア２１の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部２４がステータコア２１の内周面に開口している。なお、ステータコア２１の外周部には、ステータコア２１を不図示のハウジングに締結する複数の締結部１５が設けられている。

［１−２ スロットコイル］
各スロット２３に挿入されるスロットコイル２５は、図５Ａ、図５Ｂ及び図６も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とを有し、外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７の軸方向両端部を除く周囲が射出成形された樹脂などの断面長方形状の絶縁材２８で被覆されて一体に形成されている。具体的に、外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の軸方向幅Ｌ１と後述する接続コイル４０の４枚分の軸方向幅（４×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋４×Ｌ２）に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル４０の２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）だけ絶縁材２８から露出している。さらに、外径側スロットコイル２６の軸方向一端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２６ａが形成され、外径側スロットコイル２６の軸方向他端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２６ａが形成されている。

内径側スロットコイル２７は、ステータコア２１の軸方向幅（Ｌ１）と後述する接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋２×Ｌ２）に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と略等しい長さ（Ｌ２）だけ絶縁材２８から露出している。さらに、内径側スロットコイル２７の軸方向一端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２７ａが形成され、内径側スロットコイル２７の軸方向他端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２７ａが形成されている。

言い換えると、スロットコイル２５は、外径側スロットコイル２６が接続コイル４０の２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）分だけ軸方向両側にそれぞれ絶縁材２８から露出するとともに、内径側スロットコイル２７が接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ軸方向両側にそれぞれ絶縁材２８から露出し、外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７の両先端部にはそれぞれ接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ段差部２６ａ、２７ａが周方向で反対側を向くように形成されている。また、軸方向一端部と軸方向他端部では、外径側スロットコイル２６の段差部２６ａ同士と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａ同士がそれぞれ周方向で反対側を向くように形成されている。

外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７からなる複数のスロットコイル２５は、各スロット２３内に外径側スロットコイル２６が径方向外側となり内径側スロットコイル２７が径方向内側となるようにステータコア２１の径方向に配置される。各スロットコイル２５は、ステータコア２１の複数のスロット２３にそれぞれ挿入されてステータコア２１の周方向に並べられ、ステータコア組立体２０を構成する。

外径側スロットコイル２６は、接続コイル４０の略２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）分だけ先端部がステータコア２１の両方の端面２１ａ、２１ｂからそれぞれ突出するようにスロット２３に挿入され、内径側スロットコイル２７は、接続コイル４０の略１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ先端部がステータコア２１の両方の端面２１ａ、２１ｂからそれぞれ突出するようにスロット２３に挿入されている。

また、外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７と、ステータコア２１のスロット２３との間には、両スロットコイル２６、２７を被覆する絶縁材２８が介在してステータコア２１との絶縁が確保されている。

外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７を被覆する絶縁材２８は、外周面がスロット２３よりも僅かに小さくスロット２３と略同一形状を有する。なお、絶縁材２８としては、エポキシ樹脂、エナメル樹脂等を使用することができる。

このように構成されるステータコア組立体２０は、ステータコア２１の各スロット２３にスロットコイル２５を圧入することで、スロットコイル２５がステータコア２１に対し位置決めされる。

［２ ベースプレート組立体］
ステータコア組立体２０の両側にそれぞれ配置されるベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒは、図３及び図４に示すように、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと、複数の接続コイル４０と、を備える。

［２−１ ベースプレート］
ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒは、絶縁性を有する樹脂（非磁性材）等によって成形され、ステータコア２１と略等しい内外径を有する略円環状部材である。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内径側には、図３及び図４に示すように、ステータコア２１のスロット２３に挿入された各スロットコイル２５の外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７にそれぞれ対応して、複数の外径側貫通孔３２及び複数の内径側貫通孔３３が、それぞれ等間隔にベースプレート３１Ｒを貫通して外側面３５と内側面３６とを連通するように形成されている。ステータコア組立体２０にベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒを組み付けることで、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外径側貫通孔３２には、ステータコア２１のスロット２３に挿入されステータコア２１の端面２１ａ、２１ｂから突出する外径側スロットコイル２６の先端部が配置され、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内径側貫通孔３３には、ステータコア２１のスロット２３に挿入されステータコア２１の端面２１ａ、２１ｂから突出する内径側スロットコイル２７の先端部が配置される。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外径側には、さらに複数の接続コイル接合孔３４が等間隔にベースプレート３１Ｌ、３１Ｒを貫通して外側面３５と内側面３６とを連通するように形成されている。ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外側面３５及び内側面３６には、図７に示すように、それぞれ外側面３５及び内側面３６に開口する断面略コの字型の複数の外側面溝３７及び内側面溝３８が、インボリュート曲線に沿って円周方向に近接して形成されている。

なお、ベースプレート３１Ｌには、ベースプレート３１Ｌの外径側に、図中上方部分に径方向外側に扇状に延びる扇状部３１ａが設けられている。扇状部３１ａには、入力端子部４３が配置される入力端子用切欠部３４ｃが各相１つずつ等間隔に形成されるとともに、同相のコイル同士を接続するバスバー６１Ｕ、６１Ｖ、６１Ｗのバスバー接続部が配置されるバスバー用切欠部（不図示）、及びＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル同士を接続する中点バスバー６２が配置される中点バスバー用切欠部（不図示）が設けられている。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの接続コイル接合孔３４には、後述する外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とが配置される。外径側貫通孔３２、内径側貫通孔３３及び接続コイル接合孔３４は、軸方向から見て矩形形状を呈し、これらの内部に配置されるコイル部材よりも大きな空間を有している。

これらベースプレート３１Ｌ、３１Ｒにおいては、図６に示すように、互いに隣接する各外側面溝３７、３７間、及び各内側面溝３８、３８間は、ベースプレート３１Ｌから立設する隔壁３１ｂによって隔離され、また、軸方向において対向する外側面溝３７と内側面溝３８とは中間壁３１ｃによって隔離される。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの隣接する外側面溝３７、３７を隔てる隔壁３１ｂには、図１４に示すように、隔壁３１ｂと一体に形成された突起部７０が形成されており、外側面溝３７に後述する外側接続コイル４１を収容した状態で溶融されることで、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと外側接続コイル４１とを規制する移動規制部８０（図１５参照）となる。本実施形態では、突起部７０は、隔壁３１ｂと同一幅で隔壁３１ｂの上面からさらに上方に突出した四角柱状体であり、隔壁３１ｂの内径側と外径側に２箇所設けられている。

なお、突起部７０は、隣接する外側面溝３７、３７を隔てる隔壁３１ｂに設けられる代わりに、隣接する内側面溝３８、３８を隔てる隔壁３１ｂに設けられていてもよいが、いずれか一方にのみ設けられていることが好ましい。ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの両面に設けられている場合、移動規制部８０によって移動が規制された外側接続コイル４１と内側接続コイル４２とを接合した際に残留応力が発生してしまう。

また、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒは、内径側貫通孔３３が形成される最内径部３９が、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）に設定されており、外径側貫通孔３２及び接続コイル接合孔３４が形成される最内径部３９以外の領域が、接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）と中間壁３１ｃの厚さ（Ｌ３）との合計に略等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒでは、図７に示すように、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各外側面溝３７は、正面視において、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から反時計方向に所定の角度離間した外径側貫通孔３２とを接続するように、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。なお、図７では、外側面溝３７及び内側面溝３８に後述する外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を収容した状態を示している。

また、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各内側面溝３８は、正面視において、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から反時計方向に（図７側から見て時計方向に）所定の角度離間した内径側貫通孔３３とを、外径側貫通孔３２を避けて屈曲しながら接続するように形成されている。

即ち、外径側貫通孔３２と内径側貫通孔３３とは、外側面溝３７及び内側面溝３８が共通に連続する接続コイル接合孔３４を介して接続されている。

［２−２ 接続コイル］
接続コイル４０は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝３７にそれぞれ挿入される外側接続コイル４１と、内側面溝３８にそれぞれ挿入される内側接続コイル４２とに分けることができる。なお、ここで言う外側接続コイル４１とは、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとが組み付けられたとき、ステータ１０の軸方向外側となる接続コイル４０のことであり、内側接続コイル４２とは、ステータ１０の軸方向内側となる接続コイル４０のことである。

外側接続コイル４１は、一様厚を有する断面長方形状の板状導体であって、外側面溝３７と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された外側接続コイル本体１１０から内径側端部１１１が径方向に屈曲するとともに、外径側端部１１２も外側接続コイル本体１１０から径方向に屈曲している。外側接続コイル４１の外径側端部１１２には軸方向内側に延出するように外側接続コイル延出部１１３が形成されている。外側接続コイル本体１１０及び内径側端部１１１の軸方向幅（Ｌ２）は、外側面溝３７の溝深さと等しくなっており、外側接続コイル延出部１１３の軸方向幅（Ｌ４）は、外側面溝３７と内側面溝３８との各溝深さと中間壁３１ｃの厚さ（Ｌ３）との合計に等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

内側接続コイル４２は、一様厚を有する断面長方形状の板状導体であって、内側面溝３８と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された内側接続コイル本体１２０から外径側貫通孔３２を迂回するように形成された迂回部１２１を経由して内径側端部１２２が径方向に屈曲するとともに、外径側端部１２３も内側接続コイル本体１２０から径方向に屈曲している。内側接続コイル４２の外径側端部１２３には、軸方向外側に延出するように内側接続コイル延出部１２４が形成されている。内側接続コイル本体１２０及び内径側端部１２２の軸方向幅（Ｌ２）は、内側面溝３８の溝深さと等しくなっており、内側接続コイル延出部１２４の軸方向幅（Ｌ４）は、外側面溝３７と内側面溝３８との各溝深さと中間壁３１ｃの厚さとの合計に等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は同一の板厚を有し、この外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２の板厚は、同じく同一の板厚を有する外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７と同じ板厚に設定されている。この外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２の板厚は、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２（外側接続コイル本体１１０及び内側接続コイル本体１２０）の軸方向幅（Ｌ２）より小さくなっている。なお、上記した「接続コイル４０のｘ（ｘ＝１、２、４）枚分の軸方向幅」は、外側接続コイル本体１１０及び内側接続コイル本体１２０の軸方向幅を意味している。また、「略等しい」とは、中間壁３１ｃ分の誤差を含む表現である。絶縁シート６５の厚さについては考慮しないものとした。

外側接続コイル４１、内側接続コイル４２、及びスロットコイル２５は、所定の板厚を有する金属板（例えば銅板）からプレス打抜等の加工を行うことにより、所望の軸方向幅及び所望の平面形状に形成することができる。さらに、外側接続コイル４１については、打抜かれた板状導体を曲げ成形することにより、外側面溝３７と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された外側接続コイル本体１１０と、外側接続コイル本体１１０から屈曲するように接続された内径側端部１１１、外径側端部１１２とを形成することができる。同様に、内側接続コイル４２についても、打抜かれた板状導体を曲げ成形することにより、内側面溝３８と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された内側接続コイル本体１２０と、内側接続コイル本体１２０から屈曲するように接続された内径側端部１２２、外径側端部１２３とを形成することができる。

外側接続コイル４１は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外側面溝３７に挿入される。外側接続コイル４１の内径側端部１１１は外径側貫通孔３２に配置され、図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けの際に同じくステータコア２１のスロット２３に挿入されて外径側貫通孔３２に配置される外径側スロットコイル２６の段差部２６ａと当接する。

内側接続コイル４２は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内側面溝３８に挿入される。内側接続コイル４２の内径側端部１２２は内径側貫通孔３３に配置され、図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けの際に同じくステータコア２１のスロット２３に挿入されて内径側貫通孔３３に配置される内径側スロットコイル２７の段差部２７ａと当接する。

外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とは、図１２に示すように、いずれも接続コイル接合孔３４に配置され、外側接続コイル延出部１１３の周方向一方を向く側面１１３ａと内側接続コイル延出部１２４の周方向他方を向く側面１２４ａとが径方向及び軸方向全面に亘って当接する。

［２−３ ベースプレート組立体の組立］
このように構成されるベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒの組立は、図１４に示すように、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各外側面溝３７に外側接続コイル４１を配置する。続いて、外側面溝３７に外側接続コイル４１を収容した状態で、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの隣接する外側面溝３７、３７を隔てる隔壁３１ｂに一体に形成された突起部７０を溶融させた後、冷却することで、図１５に示すように、移動規制部８０が周方向で隣り合う外側接続コイル４１に跨って形成される。これにより、外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１とベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動が規制される。なお、溶着方法としては、インパルスウェルダー（ＩＰＷ）が好ましい。インパルスウェルダー（ＩＰＷ）は、溶接ガンのチップ（抵抗体）に電流を流すことにより、先端部がジュール熱により加熱され、溶着後、チップ先端部より圧縮エアを噴射させ、移動規制部８０を固着させるものである。

続いて、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各内側面溝３８に内側接続コイル４２を配置する。内側面溝３８に内側接続コイル４２を配置するに際しては、移動規制部８０により外側接続コイル４１が外側面溝３７に固定されているので、ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒの取り扱い性がよい。

［３ 接合］
互いに当接する、外側接続コイル４１の内径側端部１１１と外径側スロットコイル２６の段差部２６ａ、内側接続コイル４２の内径側端部１２２と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａ、及び、外側接続コイル４１の外側接続コイル延出部１１３と内側接続コイル４２の内側接続コイル延出部１２４は、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。以下の説明ではレーザー溶接により接合する場合を例に説明する。

図１２に示すように、外側接続コイル延出部１１３と内側接続コイル延出部１２４とは、いずれも板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の板表面である、外側接続コイル延出部１１３の周方向一方を向く側面１１３ａと内側接続コイル延出部１２４の周方向他方を向く側面１２４ａとを対向させて当接させることで互いの板表面が径方向及び軸方向全面に亘って面接触する。両方の側面１１３ａ、１２４ａを面接触させた状態で、接続コイル接合孔３４の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ１に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ１において接合される。これにより、同じ接続コイル接合孔３４に位置する外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とが電気的に接続され、ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが構成される。なお、図１２においては、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒを省略している。図１３についても同様である。

図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けにおいては、絶縁シート６５を介在させて互いの周方向の相対位置をあわせて軸方向に組み付けることで、外側接続コイル４１の内径側端部１１１と外径側スロットコイル２６の段差部２６ａとが当接し、内側接続コイル４２の内径側端部１２２と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａとが当接することで、両者が位置決めされる。

外径側スロットコイル２６の段差部２６ａと当接する外側接続コイル４１の内径側端部１１１は、平面状の板表面である周方向他方を向く側面１１１ａが段差部２６ａの側面２６ｂ全面に亘って当接するとともに、底面１１１ｂが段差部２６ａの底面２６ｃ全面に亘って当接する。板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の両側面１１１ａ、２６ｂを面接触させた状態で、外径側貫通孔３２の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ２に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ２において接合される。

内径側スロットコイル２７の段差部２７ａと当接する内側接続コイル４２の内径側端部１２２は、平面状の板表面である周方向一方を向く側面１２２ａが段差部２７ａの側面２７ｂ全面に亘って当接するとともに、底面１２２ｂが段差部２７ａの底面２７ｃ全面に亘って当接する。板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の両側面１２２ａ、２７ｂを面接触させた状態で、内径側貫通孔３３の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ３に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ３において接合される。

このように接合することで、ステータコア２１のスロット２３に挿入された外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とが、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して電気的に接続された状態でステータコア組立体２０にベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが組み付けられる。外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は、同相（例えば、Ｕ相）のスロットコイル２５同士を接続してコイル５０の渡り部を構成する。

従って、例えば図９に示すように、同一のスロット２３に配置された外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７に関して、外径側スロットコイル２６の一端側（図中手前側）で接続された外側接続コイル４１は、径方向外側、且つ、時計回りに延びて同相の内側接続コイル４２に接続され、外径側スロットコイル２６の他端側（図中奥側）で接続された外側接続コイル４１は、径方向外側、且つ、反時計回りに延びて同相の内側接続コイル４２に接続される。また、内径側スロットコイル２７の一端側（図中手前側）で接続された内側接続コイル４２は、径方向外側、且つ、反時計回りに延びて同相の外側接続コイル４１に接続され、内径側スロットコイル２７の他端側（図中奥側）で接続された内側接続コイル４２は、径方向外側、且つ、時計回りに延びて同相の外側接続コイル４１に接続される。

このようにステータ１０は、ステータコア組立体２０の両側に一対のベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒを組みつけることで構成され、これによりセグメント化されたコイル５０が、同一構造を有する各相６つのコイルループ（Ｕ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗ）を形成する。この各相６つのコイルループ（Ｕ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗ）は、２つのコイルループを１組として３組のＵ相コイル５０Ｕ、３組のＶ相コイル５０Ｖ、及び３組のＷ相コイル５０Ｗが、反時計方向にこの順で波巻きされる（図１０参照）。図８は、理解を容易にするためステータ１０からセグメント化された複数相（ＵＶＷ相）のコイルを抜き出して示す複数相のコイルの斜視図、図９は、更に一相分（例えば、Ｕ相）のコイルを抜き出して示す斜視図、図１０は、Ｕ相のコイルの結線態様を示す展開図、図１１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの結線態様を示す模式図である。

Ｕ相コイルを例に各相の結線態様について図１０を参照しながらより詳細に説明すると、Ｕ相コイルを構成する６つのコイルループは、３つのコイルループ（Ｕループ）が連続して時計方向に波巻きされるとともに３つのコイルループ（Ｕループ）が連続して反時計方向に波巻きされ、ＵループとＵループが直列にバスバー６１Ｕで結線されている。１つのスロット２３内に配置される、絶縁材２８で被覆された外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とは、Ｕループを構成するコイルとＵループを構成するコイルとからなっており、電流の流れ方向が同一方向となっている。

例えば、１つのＵループに着目すると、Ｕ相のスロット２３に配置された外径側スロットコイル２６の軸方向一端（図の右手側）から、外側接続コイル４１、内側接続コイル４２の順に接続されて、次のＵ相のスロット２３における、内径側スロットコイル２７に接続される。その後、内径側スロットコイル２７の軸方向他端（図の左手側）から、内側接続コイル４２、外側接続コイル４１の順に接続されて、さらに次のＵ相のスロット２３における、外径側スロットコイル２６に接続される。以降、この接続構成を繰り返してＵループが形成されている。

同様に、他の２相、即ち、Ｖ相コイル（Ｗ相コイル）を構成する６つのコイルループも、反対方向に波巻きされた３つのＶループ（Ｗループ）と３つのＶループ（Ｗループ）が直列にバスバー６１Ｕ（バスバー６１Ｗ）で結線され、１つのスロット２３内に配置される外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とはＶループ（Ｗループ）を構成するコイルとＶループ（Ｗループ）を構成するコイルとからなっており、電流の流れ方向が同一方向となっている。これらＵ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗは、図１１に示すように、中点バスバー６２でスター結線されている。

［４ 総括］
以上説明したように、本実施形態の回転電機のステータ１０によれば、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒには、周方向で隣り合う外側面溝３７、３７間に形成された隔壁３１ｂに、外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１とベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動を規制する移動規制部８０が設けられているので、スロットコイル２５と接続コイル４０とを接合した後にベースプレート３１Ｌ、３１Ｒがコイル５０から離脱することに起因する騒音の発生を防止できる。また、スロットコイル２５と接続コイル４０とを接合する前であっても、外側接続コイル４１がベースプレート３１Ｌ、３１Ｒから脱落するのを防止でき、接続コイル４０を収容したベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒの取り扱い性が向上する。

また、移動規制部８０は、隔壁３１ｂと一体に形成された突起部７０が外側面溝３７に外側接続コイル４１を収容した状態で溶融されることで形成されるので、部品点数を増やすことなく接続コイル４０とベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動を規制できる。

また、移動規制部８０は、周方向で隣り合う外側接続コイル４１、４１に跨って設けられているので移動規制部８０の数を低減でき、突起部７０の溶融処理の増加も抑制できる。

また、突起部７０は、隔壁３１ｂの上面に形成され、該上面からさらに上方に突出する柱部であるので、外側面溝３７への外側接続コイル４１の配置を阻害することがない。

また、移動規制部８０は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内側面３６及び外側面３５のうち外側面３５にのみ設けられているので、内側面３６の内側面溝３８に配置される内側接続コイル４２と外側面３５に配置される外側接続コイル４１との接合によって発生する残留応力を低減できる。

［４ 変形例］
以下、本発明の変形例について図１６〜１８を参照しながら説明する。
上記実施形態では、外側接続コイル４１の外側面は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの端面（隔壁３１ｂの上面）と面一（同一平面）となっていたが、本変形例では、図１７に示すように、隔壁３１ｂの上面が、外側接続コイル４１の外側面よりも高くなっている。隔壁３１ｂの上面を外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１の外側面よりも高くすることで、周方向で隣り合う外側接続コイル４１間の絶縁距離を長く確保することができるとともに、外側面溝３７に冷媒を流すことで外側接続コイル４１の冷却効率を向上できる。

本変形例では、図１６に示すように、突起部７０は、隔壁３１ｂと同一幅で隔壁３１ｂの上面からさらに上方に突出した円柱状体であり、隔壁３１ｂの径方向中央部に１箇所設けられている。本変形例においても、外側面溝３７に外側接続コイル４１を収容した状態で、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの隣接する外側面溝３７、３７を隔てる隔壁３１ｂに一体に形成された突起部７０を溶融させた後、冷却することで、図１８に示すように、移動規制部８０が周方向で隣り合う外側接続コイル４１に跨って形成される。これにより、外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１とベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動が規制される。

以上説明したように、本変形例の回転電機のステータ１０によれば、隔壁３１ｂの上面は外側面溝３７に収容された外側接続コイル４１の上面よりも高いので、周方向で隣り合う外側接続コイル４１、４１間の絶縁距離を確保することができるとともに、外側面溝３７に冷媒を流すことで外側接続コイル４１の冷却性能を確保できる。また、移動規制部８０の隔壁３１ｂの上面からの盛り上がりを抑えることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、円周方向に隣接する３つのスロット毎に同相のコイルが配置されるトリプルスロットタイプのステータを例示したが、これに限らず、円周方向の１つのスロット毎に各相のコイルが配置されるシングルスロットタイプ、円周方向に隣接する２つのスロット毎に同相のコイルが配置されるダブルスロットタイプのステータを用いてもよい。
また、コイルの結線については、上記実施形態に限らず、任意の仕様を選択でき、直列結線及び並列結線も適宜選択できる。
また、スロットコイル２５は、断面長方形状の板状導体に限らず、断面円形状の円柱状導体、断面多角形状の柱状導体であってもよく、スロットコイル２５と接続コイル４０の結合は、溶接による接合に限らず、かしめによる締結等が含まれる。ただし、スロットコイルを板状導体とすることで、プレス加工等により所望の位置にスリットが形成されたスロットコイルを容易に製造できる。

１０ 回転電機のステータ
２１ ステータコア
２３ スロット
２５ スロットコイル
３１ｂ 隔壁
３１Ｌ ベースプレート
３１Ｒ ベースプレート
３５ 外側面
３６ 内側面
３７ 外側面溝（コイル溝）
３８ 内側面溝（コイル溝）
４０ 接続コイル
５０ コイル
７０ 突起部
８０ 移動規制部

Claims (6)

1. 複数のスロットを有するステータコアと、
   セグメント化された複数相のコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
   前記ステータコアの両側には、一対のベースプレートが設けられ、
   前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイルと、前記各ベースプレートに形成されたコイル溝にそれぞれ配置され、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイルと、を有し、
   前記ベースプレートには、周方向で隣り合う前記コイル溝間に形成された隔壁に、前記コイル溝に収容された前記接続コイルと前記ベースプレートとの相対移動を規制する移動規制部が設けられている、回転電機のステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記移動規制部は、前記隔壁と一体に形成された突起部が、前記コイル溝に前記接続コイルを収容した状態で溶融されることで形成される、回転電機のステータ。
3. 請求項２に記載の回転電機のステータであって、
   前記移動規制部は、周方向で隣り合う前記接続コイルに跨って設けられている、回転電機のステータ。
4. 請求項２又は３に記載の回転電機のステータであって、
   前記突起部は、前記隔壁の上面に形成され、該上面からさらに上方に突出する柱部である、回転電機のステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
   前記ベースプレートには、内側面と外側面の両方に前記コイル溝が設けられ、
   前記移動規制部は、前記内側面と前記外側面とのいずれか一方にのみ設けられている、回転電機のステータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
   前記隔壁の上面は、前記コイル溝に収容された前記接続コイルの上面よりも高く、
   前記移動規制部は、前記接続コイルの上面と前記コイル溝の側面とに連なっている、回転電機のステータ。
   

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